一、反循环水力连续取心钻进工艺的推广应用（论文文献综述）
杨冬冬,赵江鹏,杨虎伟[1]（2021）在《煤矿井下近水平钻孔反循环取心先导性试验研究》文中认为取心钻探是煤矿井下地质异常体精准探查的主要技术手段。为确保反循环连续取心技术能够在煤矿井下顺利开展,进行了地面及井下先导性试验研究,分析了Φ89mm/42mm反循环取心钻具在近水平钻孔施工过程中取心效果、卡堵情况及地层适应性,总结了一套适用于近水平钻孔反循环取心施工的钻进工艺参数、施工过程中岩心卡堵的判别方法及相应的解卡方案,指出了该套反循环取心钻具在施工过程中出现的问题及原因,并有针对性的提出了改进措施,指出其应用于煤矿井下可能预见的其他问题并给出相关建议,为煤矿井下近水平钻孔水力反循环取心技术的开展提供参考。
苏莉[2]（2021）在《瓦斯含量测定定点取心技术研究现状》文中研究指明煤层瓦斯含量是煤层气开发及矿井瓦斯治理的一个重要指标,井下煤层瓦斯含量测定法分为直接法和间接法,具体方法分别是孔口和井下解吸法、密闭取心法、绳索取心法、连续取心法和高压容积法。在分析了煤层瓦斯取心法的研究现状基础上,明确了煤层瓦斯含量准确测定的核心是快速准确取样,并指出了目前取心法存在的技术问题,即机械结构复杂、瓦斯逸散量大、煤心采取率低和加工工艺难度大等。对比目前煤层瓦斯取心技术,反循环连续取心技术具有明显的原理优势,并在现场应用中解决了现存的技术难题。随着空气反循环的技术和设备不断改进,综合提升煤层瓦斯含量测定的准确性。因此,随钻取样技术是煤层瓦斯含量测定取样方法研究的趋势。
杨冬冬,赵江鹏,王四一[3]（2021）在《煤矿井下取心钻进技术与装备研究现状及发展趋势》文中提出为了测定煤层瓦斯含量、查明煤层顶底板含水层分布和富水性以及工作面地质异常体赋存情况,均需要通过钻探取心获得符合相关规定的煤心、煤样及岩心。文章根据煤矿井下取心钻孔施工工艺及装备的发展情况,结合密闭取心技术、绳索取心技术及水力反循环连续取心技术,介绍了煤矿井下获取煤层、岩层相关地质信息的主要技术方法,概述了各自的技术原理、相关配套装备、应用情况,结合上述3种煤矿井下取心钻进技术在各个矿区的应用情况,总结了上述3种取心技术在煤矿井下应用的技术难点。最后指出煤矿井下取心钻进技术的研究前景及发展趋势,并为加速煤矿井下取心技术的发展提出了相关建议,为煤矿井下取心钻进技术的发展提供参考。
莫海涛[4]（2021）在《集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究》文中进行了进一步梳理集束式气动潜孔锤反循环钻进工艺将快速钻进和高效排渣结合,代表着煤矿区地面大直径钻孔先进钻进技术的发展方向之一。我国煤矿区地质条件复杂,不同强度的富水性地层分布广泛,导致空气钻进过程中经常出现反循环不连续、排渣效率低等问题,严重制约钻进效率的提升。针对地层富水性不一的实际情况,提出利用孔底一定高度水柱密封体产生的压力以支撑反循环的形成与稳定的新思路,研究大直径集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制,探索适用于不同富水性地层的大直径钻孔快速钻进方法,具有重要的现实意义。论文以国家重点研发计划课题“复杂地层地面大直径救援井高效钻进及安全透巷技术（2018YFC0808202）”为依托,采用理论分析、数值模拟、相似实验、现场试验等手段,开展了集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究。首先研究了水柱密封反循环钻进技术原理,构建了基于Ф178mm双壁钻杆及Ф850mm集束式潜孔锤的水柱密封反循环物理模型,并以气液两相流相关理论为基础,对反循环过程流型判别及转换等理论进行分析,为论文的研究提供理论支撑。其次通过建立数值仿真模型,采用计算流体动力学方法,以水柱密封反循环过程中的进气量Q、液柱高度H及内管返高h三项关键技术参数为基础,完成正交数值模拟计算,得到了一组能够形成水柱密封反循环的参数匹配模拟方案和三组未能形成反循环的方案,对比分析得出水柱密封反循环的形成是一个由孔底双循环逐步向全孔反循环的发展过程,阐述了双循环通道底部压力在水柱密封反循环形成过程中的变化规律。研制了一套可视化相似实验装置,完成了相似模拟实验,对进气量Q、液柱高度H和内管返高h三项关键参数进行了实验分析,得到了h分别为14m及18m情况下,水柱密封反循环形成的Q-H参数匹配临界值曲线;结合数值模拟计算结果,揭示了水柱密封反循环形成机理。基于多相流模型分析软件的二次开发,以500m深的大直径孔为例,分析了携液量为0.1～0.7m3/min情况下垂直内管气液两相流流动特性,同时基于改进后的三相流模型,分析了携液量为0.1～0.7m3/min及固相含量为3%～6%情况下垂直内管气液固三相流流动特性,得到了内管反循环通道底部压力与孔深的对应变化关系,为水柱密封反循环钻进过程的关键参数控制选择提供参考。最后通过反循环排水试验及钻进排渣试验,验证了水柱密封反循环理论研究成果,并结合大直径孔实际钻进情况,完善了水柱密封反循环钻进工艺方法,同时对集束式气动潜孔锤结构设计进行优化改进。本文研究成果为集束式气动潜孔锤钻进提供了较为合理的水柱密封反循环工艺方法,对大直径钻孔高效钻进技术研究应用具有理论指导与工程借鉴意义。
杨冬冬,赵江鹏,高晓亮[5]（2020）在《漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验》文中研究指明基于煤矿井下陷落柱、小断层等地质异常体精确探查对漏失地层近水平孔取心钻进的迫切需要,采用双壁水力反循环连续取心技术进行井下地质异常体探查,分析其技术原理及特点,研制配套的?89/42mm双壁取心钻杆和反循环取心钻头,并在某地面矿山进行功能性试验,共施工完成3个近水平取心钻孔,单孔最高取心率为83.6%,最大回次进尺69m,平均钻进效率为3.61～6.26m/h。针对漏失地层冲洗液漏失严重的问题,提出双壁取心钻具的结构改进优化方案,采用改进后的取心钻具岩心上返通道返水流量和流速大幅提升,最后指出该套反循环取心施工中出现的钻孔环空排渣及岩心卡堵问题并提出了针对性的解决方案,包括采用正反循环排渣法解决钻孔环空排渣问题和采用中心通道打水解卡方法解决岩心卡堵问题。试验表明:该套双壁取心钻具满足煤矿井下地质异常体探查的施工需要,为煤矿井下地质异常体探查提供新的技术途径。
唐胜利,方金,李泉新,刘建林,赵江鹏[6]（2020）在《近水平孔PDC反循环取心钻头孔底岩心卡堵机理研究》文中提出为了揭示近水平状态下水力反循环取心钻进过程中岩心在钻头体内卡堵的机理,采用数值模拟软件对PDC反循环取心钻头局部流场进行了数值模拟,分析了PDC取心钻头不同数量底喷孔和内喷孔组合对流量分配的影响规律,由现场试验进行了验证。结果表明:当钻头体底喷孔数量一定时,钻头体中心通道的返出流量随着内喷孔数量的增加而增大;当钻头体内喷孔数量一定时,钻头体中心通道的返出流量随着底喷孔数量的减少而增大,通过不同模型数值模拟结果的对比,确定底喷孔数量为2个,内喷孔数量为6个时,中心通道具有较合理的返出流量和流出速度,理论上能够最大程度地保证岩心的顺利运移。
殷其雷[7]（2014）在《潜孔锤反循环钻探工艺试验研究》文中提出进入21世纪，随着社会经济的持续快速发展，对各种资源的需求量日益增加，矿产资源是不可再生资源，其采储量已濒临枯竭。为保证经济和社会的可持续发展，必须加大对矿产资源的勘查力度和范围，“攻深找盲”，深部找矿，勘探难度增大，如：复杂地质条件矿区、东北高寒地区、西部偏远地区、干旱缺水地区等深入开展地质勘探工作。上述复杂钻探条件下的钻探工程技术难度增大，使得钻孔效率降低，取心质量难于符合要求，施工成本高、工程周期长，甚至无法达到钻探工程目标，影响了钻探工程的顺利进行。为解决上述诸多问题，贯通式潜孔锤反循环连续取心钻探技术作为一项钻探高新技术，它的应用领域逐步受到各界的关注。该项技术集潜孔锤的高效碎岩钻进、孔内多相流体介质（气、液、固）全孔反循环及钻进中不停钻，连续获取岩矿心样三项钻进工艺于一体，具有钻进效率高、钻探成本低、钻孔质量优、复杂地层条件适应能力强等诸多特点，解决了一系列钻探技术难题，是一项应用前景广阔的先进钻探技术。目前空气潜孔锤反循环钻进技术已成功应用于小口径固体矿产勘探、水文水井钻凿、工程勘察、石油钻井等各钻孔领域。继续深入研究潜孔锤反循环机理，优化潜孔锤的工作性能参数，丰富贯通式潜孔锤的规格系列，开展潜孔锤反循环钻探技术的机具与设备配套研究，摸索和完善钻探工艺和操作规程，深入开展以潜孔锤反循环钻探技术为核心的多工艺、集成化钻探技术研究，扩大潜孔锤反循环技术的应用领域和应用效果，形成一套系统、完整的钻探高新技术，为地质工程和岩土工程事业做出贡献。论文主要研究内容：1.系统阐述了贯通式潜孔锤反循环钻探技术，对该钻探技术的钻具系统、钻具结构、工作参数等进行研究。钻具系统自上而下为：双通道气水龙头、双壁钻杆、贯通式潜孔锤及反循环钻头，是实施潜孔锤反循环钻探技术所特有的钻具系统。2.深化空气潜孔锤反循环钻头机理研究，运用HYPEMESH网格模型，FLUENT流体动力学工程软件，分析孔底和钻头部位的流场及参数的变化规律，创新设计新型的反循环钻头，提高钻头的反循环形成能力，具良好的流体动力学参数，并适应极复杂地层条件，确保钻进中多相流体实现可靠的反循环。3.运用计算机数值模拟仿真方法优化贯通式潜孔锤的工作性能参数，并使之与高风压空气压缩机相匹配。以GQ-89型贯通式潜孔锤活塞质量为4.9kg为例，研究不同风压条件下潜孔锤工作参数的变化规律；再设定不同的活塞质量，并使活塞的冲击末速度达到极限值8m/s时，研究潜孔锤的工作特性参数，得出了重要结论。4.运用有限元ANSYS/LS-DYNA工程软件，研究潜孔锤反循环钻具系统的应力和强度，提高钻具的可靠性和使用寿命。5.通过工程应用实践，丰富和完善潜孔锤反循环取心样钻探工艺技术、操作方法及钻进规程参数，研究潜孔锤反循环钻探技术设备配套的合理性，促进该技术的进步和发展，以利在全国逐渐推广和应用。6.深入研究和创新了地表连续获取岩矿心样的收集、缩分、整理、封装和装运方法；提出了在干孔段、潮湿孔段、出水孔段等不同水文地质条件下岩矿心样获取的有效措施。取得的重要研究成果及结论：采用流体动力学工程软件，模拟反循环钻头井底流场及流体运动规律，创新设计了大直径反循环钻头，试验中取得了突出的应用效果。运用研发的潜孔锤模拟仿真电算软件，研究潜孔锤内部动力过程及工作性能参数的变化规律，重点研究了风压变化和潜孔锤活塞质量变化对潜孔锤工作性能参数的影响规律，得出了重要结论：1.在空压机保证供风能量的前提下，潜孔锤的单次冲击能只取决活塞的质量大小，并呈线性关系变化；2.潜孔锤的额定冲击频率只取决于潜孔锤设计时的配气行程大小，并呈反比变化，与风压和活塞质量无关；3.同一潜孔锤的额定风压与活塞质量相关，活塞质量增大则潜孔锤额定风压增高，单次冲击能增大，钻进效率提高；因活塞质量在设计时可提高的空间大，故研发高风压、超高风压型的潜孔锤可大幅度提高冲击能量和钻进效率。4.设计的潜孔锤额定风压提高，则潜孔锤的有效热工效率降低，高风压潜孔锤需配套使用高风压型空气压缩机。使用超高风压型空压机，研发超高风压型潜孔锤，还将使钻进效率大幅度得以提升，同时钻进孔深也可得到突破，展示出潜孔锤未来的发展远景。
吴晶晶,张绍和,施莉[8]（2014）在《小口径水力双循环双壁钻具设计与应用》文中进行了进一步梳理针对矿山坑道钻探中遇到松散、裂隙、节理发育的岩层或溶洞以及不含水的砂砾、卵石、漂石层时冲洗液大量漏失的问题,设计一套适用于坑道钻探的小口径水力双循环双壁钻具,拟解决坑道钻探中冲洗液漏失等问题。钻具中冲洗液从弯管进入内外管之间的环状通道到达孔底钻头处,20%冲洗液进入外管与孔壁之间的环状通道,起润滑孔壁、冷却钻头的作用;80%冲洗液进入内管,携带岩心返出孔外,减少冲洗液与地层接触量,从而改善冲洗液漏失问题。现场试验结果显示:岩心正常返出孔外,从钻具内管返出的冲洗液量约占泵送的总冲洗液量的80%。该套水力双循环双壁钻具能够解决坑道钻探中冲洗液漏失的问题,保证连续取芯的顺利进行。
赵志强[9]（2013）在《贯通式潜孔锤反循环取心关键技术与试验研究》文中研究指明随着社会经济的不断进步发展，特别是进入21世纪以来，世界各国特别是中国对各种矿产资源尤其是油气资源、铁矿石、煤炭等基础资源的需求量越来越大，与而同时我国的开发难度低的浅表层矿山资源的勘探开发已接近了尾声，而中西部边远地区因为复杂的地质与恶劣的自然环境条件一直没有得到充分的勘查。世界范围内资源的供应与价格问题对中国经济发展的影响逐渐的浮出水面，所以为了中国经济的稳定增长，应该立足于国内的资源自给，开发研究先进设备与钻探工艺技术以保障各种资源的供应显得尤为重要。我国自主研发的贯通式潜孔锤反循环连续取心钻探技术是集潜孔锤高效碎岩、流体介质全孔反循环、不停钻连续获取岩矿心三种先进钻探工艺于一体，效率可达常规钻探方法的6～10倍，全孔反循环对孔壁无冲刷，不停钻连续地排出岩（矿）心，不用水，不受季节寒冷、地层破碎或冻结、缺水等因素的影响，可以用于西部边远地区的矿产勘查工作。吉林大学现在该技术研究中处于国际领先地位，利用该技术解决了一大批钻探难题。但在推广该项技术过程中也发现一些问题：随着钻探设备尤其是空压机性能参数的大幅度提高，大风量高风压空压机应用一方面是加快了潜孔锤的钻进效率，但在地层条件特别复杂的情况（破碎、漏失）出现孔口返风、岩心采取率不够的情况。反循环潜孔锤钻头作为贯通式反循环连续取心钻进的关键技术，它的性能如何直接制约着这项技术的推广应用，因此需要对反循环钻进技术开展深入详细的理论与试验研究。在20多年的研究过程中，吉林大学设计了大批不同结构参数的反循环钻头，但是却没有一个定量的分析，说明这些钻头结构参数对反循环钻头性能的影响。如果反循环形成不畅、一般是在生产试验现场进行钻头结构参数的调整，这些都不能定量的分析反循环性能的好坏。所以本文对已设计应用过的反循环钻头结构进行分析，找出哪些局部结构参数改变是好的改进方向，哪些结构参数的改变是应该避免的，然后对反循环钻头局部结构进行试验设计优化，为高性能反循环钻头的设计提供理论与试验支撑。本文具体的研究内容与结论如下：1、本文总结了冲击回转课题组在过去20多年间设计的4个反循环钻头试验器的用途与设计特点。针对他们的不足（仅仅是用于特定的钻头规格尺寸，不能用来检验钻头实体的反循环效果），结合反循环钻头在生产试验使用过程中出现的新问题，创新地设计了多功能FZS-89-00反循环钻头模拟试验器。论文详细阐述了FZS-89-00反循环钻头模拟试验器的设计目的、原则以及它的各部分结构的详细组成与各自的功能作用。最后介绍了反循环钻头试验所用的各种设备、测试测量仪器、室内试验所用的管汇连接（更接近施工现场的管汇连接）等。2、总结了多引射器式贯通式反循环潜孔锤钻头的发展历史、结构原理、各次优化改进之处及它们各自的野外试验应用情况。根据各次野外试验应用过程中统计的反循环钻头使用效果特别是反循环效果不佳的花键内喷孔钻头，针对这个问题利用FZS-89-00反循环钻头试验台进行了室内试验，找出了问题存在的原因。根据钻头的结构形式与实际的生产试验情况，反循环钻头的优化方向筛选为：内喷孔部位采用双排螺旋型内喷孔布置形式，钻头底唇面的扩压槽则采用螺旋切边的布置形式。3、采用正交试验设计与EFD仿真技术方法，在数值模拟的理论基础上，利用FZS-89-00反循环钻头模拟试验器，研究讨论诸多钻头结构参数对反循环效果的影响，以寻找每个结构参数的最优水平值和钻头结构的最佳结构参数组合。优选出一个最优反循环效果的钻头结构参数，为后续生产试验应用提供数据和理论依据。经过理论与试验的验证，双排内喷孔与螺旋型扩压槽形式是有利于反循环钻头对外环空间隙内的空气产生抽吸作用，是反循环钻头未来设计的一个方向。4、引用引射器原理设计的大直径气力反循环钻头，被用于解决工程施工、排渣难题。在钻头结构参数优化设计过程中，采用正交试验设计对钻头结构参数进行优化，得到钻头6个结构参数的主次因素和最优水平，优选出最优的钻头理论参数组合。同时钻头6个结构参数显着影响目标值Q环空，L8（27）与L18（37）正交表中各因素的主次顺序一致，它们对目标值Q环空影响的主次顺序是：喷嘴直径Dn，喷嘴数量N，喷嘴偏转角度θd，喷嘴倾斜角度θs，引导段直径Dg，喷嘴长度L。最优的理论参数组合所获得的Q环空均大于L18（37）正交表中任意参数组合的Q环空，并且这组参数组合不在L18（37）正交表中。本文的主要创新点包括：1、FZS-89-00反循环钻头模拟试验器的设计接近实际反循环钻进条件，功能多样性，可以模拟多种地层条件下反循环钻进，可以检验多规格系列反循环钻头实物的反循环效果。2、设计的模块化钻头具有结构参数调整方便快捷，可作为1:1钻头的实物进行试验研究的特点。单因素试验下筛选出最优钻头结构参数后，对筛选出的各结构参数进行正交试验设计，并考虑交互项对结果的影响。经过FZS-89-00反循环钻头模拟试验器进行钻头实物的正交试验设计，得到钻头最优结构参数的结论与理论对比分析。3、创新的将引射器原理应用到大直径潜孔锤气力反循环钻头结构设计中，实现了稳定的反循环效果，这有助于攻克大直径钻孔在复杂地层条件下的钻进、排渣难题。并且利用正交试验设计原理对钻头结构参数进行了详细的分析，找到了一个最优反循环效果的钻头结构参数组合。4、正交试验设计与回归分析贯穿整篇论文，指导钻头的理论与试验研究。全面系统地研究各结构参数对反循环效果的影响，并且检查各因素之间的交互项，最大程度的保证正交试验设计的准确性。
冉恒谦,张金昌,谢文卫,张永勤,宋志彬,向军文,刘凡柏,冯起赠,鄢泰宁,贾美玲,陶士先,胡继良[10]（2011）在《地质钻探技术与应用研究》文中研究说明钻探技术是取得地下实物资料、验证地下信息推断与解释、最终圈定矿体、计算储量、评估品位唯一的技术手段,是实现取得宏观影响大成果的重要技术支撑。我国钻探技术和装备水平与国外先进国家相比有很大的差距,但近些年来有了长足的发展。通过国家重大科学工程项目"中国大陆科学钻探工程"5158m"科钻一井"的实施,取得了一系列钻探技术成果,形成了一整套新型的、具有国际先进水平的硬岩深井科学钻探技术体系,包括硬岩深井取心钻进技术、扩孔钻进技术、泥浆技术和井斜控制技术。在国家科技计划项目、国土资源部科技项目以及地质大调查专项项目等的支持下,通过地质钻探技术的研究和应用,在绳索取心钻探技术、液动潜孔锤钻探技术、反循环钻探技术、组合钻探工艺、定向对接井技术、新型节水钻探工艺、系列全液压岩心钻机、全液压动力头水文水井钻机、地质调查浅层取心取样钻探装备与技术、系列新型金刚石钻头以及新型冲洗液技术等方面取得了长足的进步,为我国地质调查和矿产资源勘查提供了现代化的钻探技术和装备。
二、反循环水力连续取心钻进工艺的推广应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、反循环水力连续取心钻进工艺的推广应用（论文提纲范文）
（1）煤矿井下近水平钻孔反循环取心先导性试验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 技术原理及特点 |
| 2 反循环取心施工配套装备 |
| 2.1 Φ89mm/42mm双壁钻杆 |
| 2.2 反循环取心钻头 |
| 2.3 双壁送水器 |
| 3 先导性试验 |
| 3.1 地面先导性试验 |
| 3.2 煤矿井下先导性试验 |
| 4 岩心卡堵问题及解决方案 |
| 5 结论及建议 |
（2）瓦斯含量测定定点取心技术研究现状（论文提纲范文）
| 1 煤层定点取样技术研究现状 |
| 2 反循环技术研究现状 |
| 2.1 空气反循环原理 |
| 2.2 空气反循环工作情况分析及优势 |
| 3 国内外反循环连续取心研究现状 |
| 3.1 煤层气应用情况 |
| 3.2 反循环设备现状 |
| 3.2.1 空压机 |
| 3.2.2 双壁钻杆 |
| 3.2.3 空气反循环钻头 |
| 3.2.4 空气反循环钻机 |
| 4 总结 |
（3）煤矿井下取心钻进技术与装备研究现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 1 密闭取心钻进技术与装备 |
| 1.1 技术原理 |
| 1.2 配套装备 |
| 1.3 技术难点 |
| 1.4 应用情况 |
| 2 绳索取心钻进技术与装备 |
| 2.1 技术原理 |
| 2.2 配套装备 |
| 2.3 技术难点 |
| 2.4 应用情况 |
| 3 水力反循环取心钻进技术与装备 |
| 3.1 技术原理 |
| 3.2 配套装备 |
| 3.2.1 双壁钻杆 |
| 3.2.2 反循环取心钻头 |
| 3.2.3 双壁送水器 |
| 3.3 技术难点 |
| 3.4 应用情况 |
| 4 研究前景及发展趋势 |
| 5 结论及建议 |
（4）集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 集束式潜孔锤 |
| 1.2.2 反循环钻进工艺 |
| 1.2.3 气力提升工艺 |
| 1.2.4 垂直管多相流 |
| 1.3 存在问题与发展趋势 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 研究方法与技术路线 |
| 2 水柱密封反循环物理模型 |
| 2.1 水柱密封反循环钻进技术原理 |
| 2.1.1 起始阶段 |
| 2.1.2 发展阶段 |
| 2.1.3 稳定阶段 |
| 2.2 水柱密封反循环物理模型 |
| 2.2.1 模型选取依据 |
| 2.2.2 模型主要参数 |
| 2.2.3 模型分析设计及说明 |
| 2.3 两相流流动模型基本方程 |
| 2.3.1 流体流动基本参数 |
| 2.3.2 均相流动模型方程 |
| 2.3.3 分相流动模型方程 |
| 2.3.4 漂移流动模型方程 |
| 2.4 垂直气液两相流流型 |
| 2.5 流型判别准则及压降计算 |
| 2.5.1 流型转化 |
| 2.5.2 压降预测模型 |
| 2.6 垂直气液两相流传热模型 |
| 2.6.1 井眼环空与管内温度分布 |
| 2.6.2 传热计算关键参数求解 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 孔底反循环起始瞬态分析 |
| 3.1 孔底流体特性参数 |
| 3.2 正交模拟方案设计 |
| 3.3 数值计算模型及方法 |
| 3.3.1 模型建立 |
| 3.3.2 计算方法选择 |
| 3.3.3 几何模型及网格划分 |
| 3.3.4 边界条件设定 |
| 3.3.5 流场的初始化 |
| 3.3.6 算法选取 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.4.1 压差 |
| 3.4.2 气相质量流量 |
| 3.4.3 液相质量流量 |
| 3.4.4 瞬态反循环的发展过程 |
| 3.5 瞬态反循环的形成机理 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 水柱密封反循环模拟实验 |
| 4.1 相似模拟实验系统 |
| 4.2 实验流程 |
| 4.3 实验过程 |
| 4.3.1 实验方案设计 |
| 4.3.2 实验过程 |
| 4.4 实验结果分析 |
| 4.4.1 反循环临界值 |
| 4.4.2 反循环形成机理 |
| 4.4.3 反循环动力及效率 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 反循环通道多相流流动特性分析 |
| 5.1 气液两相流模型求解 |
| 5.1.1 边界条件 |
| 5.1.2 求解方法 |
| 5.2 反循环通道两相流模拟计算结果 |
| 5.2.1 压力和温度分析 |
| 5.2.2 不同气液量下孔底压力和液面高度 |
| 5.3 反循环通道三相流模型基本方程 |
| 5.4 反循环通道三相流模型计算结果 |
| 5.4.1 相同携液量下的温度与压力分析 |
| 5.4.2 不同携液量下的压力分析 |
| 5.5 本章小节 |
| 6 水柱密封反循环现场试验研究 |
| 6.1 反循环排水试验 |
| 6.2 反循环钻进及排渣试验 |
| 6.2.1 先导性试验 |
| 6.2.2 改进试验 |
| 6.3 水柱密封反循环钻进控制方法 |
| 6.4 集束式潜孔锤结构改进 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验（论文提纲范文）
| 1 技术原理及特点 |
| 2 现场反循环取心配套装备 |
| 2.1 ?89/42 mm双壁钻杆 |
| 2.2 反循环取心钻头 |
| 3 现场试验及可行性分析 |
| 3.1 取心试验结果 |
| 3.2 孔口窥视结果 |
| 3.3 可行性分析 |
| 4 钻具结构改进 |
| 4.1 取心钻头内管结构改进 |
| 4.2 双壁钻杆内管结构改进 |
| 5 现场试验遇到的问题及措施 |
| 5.1 环空排渣问题 |
| 5.2 岩心卡堵问题 |
| 6 结论 |
（6）近水平孔PDC反循环取心钻头孔底岩心卡堵机理研究（论文提纲范文）
| 1 钻头体流场数值模拟 |
| 1.1 模型的建立 |
| 1.2 控制流动方程和边界条件及计算介质特性 |
| 1.3 模拟结果处理与分析 |
| 1.3.1 流量变化 |
| 1.3.2 中心轴线上的静压力分布 |
| 1.3.3 特征剖面上的速度分布 |
| 2 现场试验 |
| 2.1 试验条件 |
| 2.2 试验效果 |
| 3 岩心堵塞问题及解决方法 |
| 3.1 岩心堵塞的问题 |
| 3.2 岩心堵卡解决方法 |
| 4 结语 |
（7）潜孔锤反循环钻探工艺试验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景 |
| 1.2 论文研究的意义 |
| 1.3 空气潜孔锤反循环钻探技术的国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.3.3 空气反循环钻探技术优势与特点 |
| 1.4 主要研究内容和研究方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 本章小结 |
| 第2章 潜孔锤反循环钻探设备配套研究 |
| 2.1 钻机 |
| 2.2 空压机 |
| 2.3 双通道气水龙头 |
| 2.4 双壁钻具 |
| 2.5 旋流式取心样器 |
| 2.6 其他辅助设备配套 |
| 本章小结 |
| 第3章 潜孔锤反循环钻探工艺研究 |
| 3.1 潜孔锤反循环形成机理及钻探工艺参数 |
| 3.1.1 反循环的形成机理 |
| 3.1.2 反循环钻探工艺及参数研究 |
| 3.2 复杂地层钻探工艺措施 |
| 3.3 岩心样获取质量及利用研究 |
| 3.3.1 概述 |
| 3.3.2 地质人员对岩心样获取与收集的要求 |
| 3.3.3 岩样的检测处理技术 |
| 3.3.4 岩样缩分的必要性和可信度 |
| 3.3.5 岩样缩分的方法 |
| 3.3.6 岩样的现场收集 |
| 3.3.7 取样工作对钻进工艺方法的要求 |
| 本章小结 |
| 第4章 新型大直径反循环钻头研究与试验 |
| 4.1 贯通式潜孔锤反循环钻进机理 |
| 4.2 经典反循环钻头结构 |
| 4.3 新型大直径反循环钻头的理论研究与结构参数设计 |
| 4.3.1 新型大直径反循环钻头的特点及设计要求 |
| 4.3.2 新型大直径反循环钻头的创新结构设计 |
| 4.3.3 新型大直径反循环钻头 CFD 数值模拟研究 |
| 4.3.4 新型大直径反循环钻头强度的数值模拟分析 |
| 4.4 新型大直径反循环钻头的现场钻井试 验 |
| 4.4.1 新型大直径反循环钻头的试验概况 |
| 4.4.2 新型大直径反循环钻头的试验效果与结论 |
| 本章小结 |
| 第5章 风压对潜孔锤性能影响的电算研究 |
| 5.1 潜孔锤风压分类 |
| 5.2 计算机模拟仿真不同风压潜孔锤工作性能参数变化规律研究 |
| 5.2.1 贯通式潜孔锤模拟仿真电算基本原理及其数学模型 |
| 5.2.2 计算机模拟仿真电算软件的计算过程 |
| 5.2.3 风压变化对潜孔锤性能参数影响的电算研究 |
| 5.2.4 活塞质量变化对潜孔锤工作参数影响的电算研究 |
| 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 论文主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）贯通式潜孔锤反循环取心关键技术与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 气体反循环钻进技术介绍 |
| 1.2.1 气体反循环钻进技术 |
| 1.2.2 贯通式潜孔锤反循环钻进技术 |
| 1.3 潜孔锤空气反循环钻头在国内外的研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文研究的目的及内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 论文研究的意义 |
| 本章小结 |
| 第2章 试验设计优化与 EFD 仿真技术 |
| 2.1 试验设计优化 |
| 2.1.1 最优化与试验优化 |
| 2.1.2 试验设计 |
| 2.1.3 正交试验设计 |
| 2.1.4 部分正交多项式回归设计 |
| 2.2 EFD 仿真技术 |
| 2.2.1 EFD 软件技术特点与关键技术 |
| 2.2.2 EFD 的网格控制与求解精度问题 |
| 2.2.3 EFD 软件的应用领域 |
| 2.2.4 EFD 技术是优化设计最佳选择 |
| 本章小结 |
| 第3章 FZS-89-00 反循环钻头模拟试验器 |
| 3.1 研制背景 |
| 3.1.1 岩心悬浮试验台 |
| 3.1.2 反循环钻头内喷孔试验台 |
| 3.1.3 大直径反循环钻头试验台 |
| 3.1.4 环喷式与引射式反循环钻头试验台 |
| 3.2 FZS-89-00 反循环钻头模拟试验器 |
| 3.2.1 试验器的设计目的 |
| 3.2.2 试验器的功能 |
| 3.2.3 试验器的设计原则 |
| 3.2.4 FZS-89-00 反循环钻头模拟试验器的组成 |
| 3.2.4.1 底部支撑部分 |
| 3.2.4.2 复合钻孔（孔壁）模拟部分 |
| 3.2.4.3 注气结构 |
| 3.2.4.4 钻具单动回转与限位结构 |
| 3.2.4.5 排渣结构 |
| 3.2.4.6 仪器仪表测量接口 |
| 3.2.4.7 预留的升级接口 |
| 3.3 FZS-89-00 反循环钻头模拟试验器试验系统组成 |
| 3.3.1 试验所需的设备 |
| 3.3.2 测量仪表仪器 |
| 3.3.3 试验管汇连接示意图 |
| 3.3.4 其他辅助工具设备 |
| 本章小结 |
| 第4章 贯通式反循环钻头野外试验研究 |
| 4.1 引射器 |
| 4.1.1 引射器原理 |
| 4.1.2 引射系数 |
| 4.1.3 引射器的用途 |
| 4.2 贯通式反循环钻头优化设计 |
| 4.2.1 全底喷孔反循环钻头 |
| 4.2.2 底喷孔加直内喷孔反循环钻头 |
| 4.2.3 底喷孔加螺旋内喷孔反循环钻头 |
| 4.2.3.1 双排内喷孔反循环钻头 |
| 4.2.3.2 花键内喷孔反循环钻头 |
| 4.3 底喷孔加螺旋内喷孔反循环钻头试验研究 |
| 4.3.1 野外试验研究 |
| 4.3.1.1 双排孔内喷孔反循环钻头的试验情况 |
| 4.3.1.2 花键内喷孔反循环钻头的试验情况 |
| 4.3.1.3 野外试验应用小结 |
| 4.3.2 花键内喷孔钻头反循环失效室内试验研究 |
| 本章小结 |
| 第5章 GQ-89 模块化反循环钻头结构参数数值模拟优化与试验研究 |
| 5.1 GQ-89 模块化反循环钻头设计 |
| 5.1.1 设计的目的与原则 |
| 5.1.2 GQ-89 模块化反循环钻头结构组成 |
| 5.1.2.1 外部连接机构 |
| 5.1.2.2 内喷孔部分 |
| 5.1.2.3 底喷孔部分 |
| 5.1.2.4 钻头底部结构 |
| 5.2 GQ-89 模块化反循环钻头结构参数单因素试验研究 |
| 5.2.1 单因素试验研究 |
| 5.2.1.1 内喷孔倾斜角度对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.2.1.2 内喷孔偏转角度对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.2.1.3 扩压槽深度对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.2.1.4 底喷孔扩大段厚度对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.2.2 本节小结 |
| 5.3 GQ-89 模块化反循环钻头结构参数多因素数值模拟与试验研究 |
| 5.3.1 因素二水平数值模拟优化研究 |
| 5.3.2 因素三水平数值模拟研究 |
| 5.3.3 因素三水平试验研究分析 |
| 5.3.4 反循环钻头主要结构参数对反循环效果的影响规律 |
| 5.3.4.1 注气量 Q 变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.4.2 单层内喷孔个数 Ne变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.4.3 内喷孔层数 Me变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.4.4 底喷孔直径 dt变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.4.5 底喷孔个数 Nt变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.5 补充试验 |
| 5.3.5.1 钻头与井筒间隙变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.5.2 内喷孔扩压段扩散角度 变化对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 5.3.5.3 花键套密封与否对外环空吸入体积 V 的影响规律 |
| 本章小结 |
| 第6章 大直径气力反循环钻头结构参数数值模拟研究 |
| 6.1 研究背景 |
| 6.2 引射器原理与气力反循环 |
| 6.3 正交试验设计方案 |
| 6.3.1 二水平正交试验设计 |
| 6.3.1.1 二水平正交试验设计 |
| 6.3.1.2 正交试验设计中的交互项 |
| 6.3.2 三水平正交试验设计 |
| 6.3.2.1 三水平正交表设计 |
| 6.3.2.2 数值模拟结果 |
| 6.4 理论计算结果分析 |
| 6.4.1 喷嘴直径 Dn变化对 Q环空的影响规律 |
| 6.4.2 喷嘴数量 N 变化对 Q环空的影响 |
| 6.4.3 喷嘴长度 L 变化对 Q环空的影响规律 |
| 6.4.4 喷嘴倾斜角度θs对 Q环空的影响规律 |
| 6.4.5 喷嘴偏转角度θd对 Q环空的影响规律 |
| 6.4.6 引导段直径 Dg对 Q环空的影响规律 |
| 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 论文结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的文章及参与的科研项目 |
| 致谢 |
（10）地质钻探技术与应用研究（论文提纲范文）
| 1 绳索取心钻探技术 |
| 1.1 技术发展概况 |
| 1.2 基本原理、技术特点 |
| 1.2.1 基本原理 |
| 1.2.2 技术特点 |
| (1) 新一代绳索取心液动锤钻具: |
| (2) 螺杆钻+液动锤+绳索取心钻具: |
| 1.3 使用范围 |
| 1.4 推广应用情况及效果 |
| 2 液动潜孔锤钻探技术 |
| 2.1 技术发展概况 |
| 2.2 基本原理、技术特点 |
| 2.3 使用范围 |
| 2.4 推广应用情况及效果 |
| 3 反循环钻探技术 |
| 3.1 技术发展概况 |
| 3.2 基本原理、技术特点 |
| 3.3 使用范围 |
| 3.4 推广应用情况及效果 |
| 4 组合钻探工艺 |
| 4.1 技术发展概况 |
| 4.2 基本原理、技术特点 |
| 4.3 使用范围 |
| 4.4 推广应用情况及效果 |
| 5 定向对接井技术 |
| 5.1 技术发展概况 |
| 5.2 基本原理、技术特点 |
| 5.3 使用范围 |
| 5.4 推广应用情况及效果 |
| 6 新型节水钻探工艺 |
| 6.1 技术发展概况 |
| 6.2 基本原理、技术特点 |
| 6.3 使用范围 |
| 6.4 推广应用情况及效果 |
| 7 YDX系列全液压岩心钻机 |
| 7.1 技术发展概况 |
| 7.2 基本原理、技术特点 |
| 7.3 使用范围 |
| 7.4 推广应用情况及效果 |
| 8 全液压动力头水文水井钻机 |
| 8.1 技术发展概况 |
| 8.2 基本原理、技术特点 |
| 8.3 使用范围 |
| 8.4 推广应用情况及效果 |
| 9 地质调查浅层取心、取样钻探装备与技术 |
| 9.1 技术发展概况 |
| 9.2 基本原理、技术特点 |
| 9.2.1 “盐湖探险一号”钻机 |
| 9.2.2 “海勘一号”钻机 (刘凡柏, 2009 ) |
| 9.2.3 TGQ系列勘查取样钻机 (见图6) |
| 9.2.4 DR系列全液压取样钻机 (见图7) |
| 9.3 使用范围 |
| 9.4 推广应用情况及效果 |
| 10 新型金刚石钻头系列 |
| 10.1 技术发展概况 |
| 10.2 基本原理、技术特点 |
| 10.2.1 钻头制造新技术的研究应用 |
| 10.2.2 复合片钻头的研究应用 |
| 10.2.3 新型钻头设计理念的应用 |
| 10.3 使用范围 |
| 10.4 推广应用情况及效果 |
| 11 新型冲洗液技术 |
| 11.1 技术发展概况 |
| 11.2 基本原理、技术特点 |
| 11.2.1 新型冲洗液处理剂 |
| (1) 高效润滑剂 (GLUB) : |
| (2) 非分散高温聚合物稀释剂: |
| (3) 高效护壁剂 (GSP) : |
| (4) KL植物胶研制: |
| (5) 接枝淀粉共聚物: |
| 11.2.2 新型冲洗液体系研究 |
| (1) PHP—GSP无固相冲洗液: |
| (2) GSP低固相冲洗液: |
| (3) 甲酸盐冲洗液: |
| (4) 低摩阻抗盐侵泥浆体系: |
| (5) KL植物胶型环保冲洗液体系: |
| 11.3 使用范围 |
| 11.4 推广应用情况及效果 |
| 11.4.1 高效润滑剂 (GLUB) 现场应用 |
| 11.4.2 非分散高温聚合物稀释剂的应用情况 |
| 11.4.3 泥浆体系现场应用情况 |
| (1) 无固相泥浆体系 (XC体系) 在鄂尔多斯盆地煤田地质钻探中的应用: |
| (2) GSP泥浆体系在在青海省江仓矿区煤田地质绳索取心钻探中的应用: |
四、反循环水力连续取心钻进工艺的推广应用（论文参考文献）
- [1]煤矿井下近水平钻孔反循环取心先导性试验研究[J]. 杨冬冬,赵江鹏,杨虎伟. 中国煤炭地质, 2021(08)
- [2]瓦斯含量测定定点取心技术研究现状[J]. 苏莉. 内蒙古煤炭经济, 2021(13)
- [3]煤矿井下取心钻进技术与装备研究现状及发展趋势[J]. 杨冬冬,赵江鹏,王四一. 煤炭工程, 2021(06)
- [4]集束式潜孔锤水柱密封反循环形成机理与过程控制研究[D]. 莫海涛. 煤炭科学研究总院, 2021(02)
- [5]漏失地层近水平钻孔水力反循环取心试验[J]. 杨冬冬,赵江鹏,高晓亮. 煤田地质与勘探, 2020(05)
- [6]近水平孔PDC反循环取心钻头孔底岩心卡堵机理研究[J]. 唐胜利,方金,李泉新,刘建林,赵江鹏. 煤矿安全, 2020(09)
- [7]潜孔锤反循环钻探工艺试验研究[D]. 殷其雷. 吉林大学, 2014(10)
- [8]小口径水力双循环双壁钻具设计与应用[J]. 吴晶晶,张绍和,施莉. 中南大学学报(自然科学版), 2014(01)
- [9]贯通式潜孔锤反循环取心关键技术与试验研究[D]. 赵志强. 吉林大学, 2013(04)
- [10]地质钻探技术与应用研究[J]. 冉恒谦,张金昌,谢文卫,张永勤,宋志彬,向军文,刘凡柏,冯起赠,鄢泰宁,贾美玲,陶士先,胡继良. 地质学报, 2011(11)